專利名稱：用于醫(yī)療成像系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療成像系統(tǒng)，具體地說是涉及用于開發(fā)成像系統(tǒng)應(yīng)用軟件的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有許多種醫(yī)療成像系統(tǒng)。不同成像系統(tǒng)之間的基本區(qū)別在于它們采用了例如X射線、磁共振、超聲或核等不同的醫(yī)療成像模式。另外，每種成像模式又具有各種不同的特性。例如磁共振成像(“MRI”)系統(tǒng)可具有一定范圍內(nèi)的極化磁強度和一定范圍內(nèi)的例如磁共振血管照相(“MRA”)、心臟成像及功能磁共振成像(“fMRI”)等所具有的各種不同的特性。
盡管有許多不同，醫(yī)療成像系統(tǒng)還是具有許多共同的基本功能。所有醫(yī)療成像系統(tǒng)均包含有可使操作者獲取某一預(yù)設(shè)圖像的操作者界面、采用某一成像模式從待測目標(biāo)獲取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)獲取裝置、利用所獲取數(shù)據(jù)重建圖像的圖像重建處理器、及用于存儲圖像及相關(guān)患者信息的存儲裝置。通常將硬件設(shè)計成可實施上述這些功能，同時針對各硬件結(jié)構(gòu)來設(shè)計及編寫系統(tǒng)軟件。
一種醫(yī)療成像系統(tǒng)包含有可引導(dǎo)該成像系統(tǒng)實施特定類型掃描圖像重建的應(yīng)用程序，和后處理應(yīng)用程序。例如一種MRI系統(tǒng)可包含有用于引導(dǎo)成像系統(tǒng)實施快速旋轉(zhuǎn)掃描、或快速梯度回聲掃描、或功能性MRI掃描、或心臟攝影掃描的應(yīng)用軟件。各種不同的應(yīng)用需要使用例如匯編、或C等語言編寫的軟件代碼，還需要對用于MRI系統(tǒng)的這些代碼進行聯(lián)接和編輯。隨著應(yīng)用種類的增多，應(yīng)用軟件代碼的數(shù)量及復(fù)雜性變得越來越難于保存。因此，成像系統(tǒng)新用途的開發(fā)變得越來越困難。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種用于醫(yī)療成像系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)，具體地說是涉及一種用于利用組件存儲庫來生成目標(biāo)源應(yīng)用程序的開發(fā)系統(tǒng)，每個組件包括以可執(zhí)行代碼和與醫(yī)療成像系統(tǒng)操作相關(guān)的數(shù)據(jù)形式的方法。該應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)包括存儲組件庫的存儲器；顯示組件，所述顯示組件包含有用于顯示存儲庫中組件標(biāo)記的組織框架區(qū)域、包含有用于顯示從組件庫中選擇以形成應(yīng)用程序的組件的工作空間區(qū)域、還包含有用于顯示所選擇組件的采樣變量的特性顯示區(qū)域；輸入裝置；及處理器，通過編程處理器可使用戶能利用輸入裝置來選擇顯示在組織框架區(qū)域中的組件且將所選組件放置在工作空間區(qū)域內(nèi)，編程的處理器還可使用戶能利用輸入裝置來對顯示在特性區(qū)域內(nèi)的所選組件的采樣變量進行編輯，還可這些組件以應(yīng)用程序的方式存儲在工作區(qū)域內(nèi)。
不需要編寫和編輯程序代碼就可生成應(yīng)用程序。存儲在組件庫中的組件包含了所有程序代碼，通過選擇組件且將其放置于顯示器的工作空間區(qū)域內(nèi)就可將程序代碼、任何模式特性、或采樣變量聯(lián)接成一個可具有“永久性”的單一應(yīng)用程序。將該應(yīng)用程序及組件庫均存儲在該醫(yī)療成像系統(tǒng)中，當(dāng)選擇該種應(yīng)用程序以實施掃描時，就可按照所設(shè)計存儲的應(yīng)用程序?qū)慕M件庫中所選取的合適組件的程序代碼聯(lián)接起來，且按照應(yīng)用程序所顯示的那樣來設(shè)置其采樣變量。
附圖的簡要說明附

圖1表示的是采用本發(fā)明中優(yōu)選實施例的某MRI系統(tǒng)的方框圖；附圖2表示的是附圖1中所示MRI系統(tǒng)中某組成部分本發(fā)明的詳細描述參見附圖5，一醫(yī)療成像系統(tǒng)包括由機電硬件所組成通過掃描而獲取圖像數(shù)據(jù)的成像裝置110。成像系統(tǒng)還包括利用所獲取的圖像數(shù)據(jù)來重建圖像的數(shù)據(jù)處理裝置112。所述醫(yī)療系統(tǒng)還包括例如鍵盤及控制面板等操作者輸入裝置114，所述醫(yī)療系統(tǒng)還包括用于顯示圖像的圖像顯示裝置116以及例如硬盤驅(qū)動器等存儲所獲取圖像的存儲裝置117。各個系統(tǒng)所采用的成像模式、及所使用硬件的功率大小及其復(fù)雜程度都是有所不同的。
所述系統(tǒng)還包括有采用例如JavaTM等語言編程的用于提供使用戶能夠利用操作者輸入裝置114來輸入掃描參數(shù)的用戶界面120的工作站118。對工作站118進行編程以產(chǎn)生掃描設(shè)定122來實施預(yù)設(shè)掃描，其中最簡單化的掃描設(shè)定包含有由成像裝置110所需要的圖像獲取說明部分以及數(shù)據(jù)處理裝置112所需要的數(shù)據(jù)處理說明部分。
在運行之前，掃描設(shè)定122被下載到多個控制成像系統(tǒng)硬件裝置的服務(wù)器上。在最簡化模式中包括有分別使成像裝置110和數(shù)據(jù)處理裝置112工作的圖像獲取服務(wù)器124及數(shù)據(jù)處理服務(wù)器126。當(dāng)獲得掃描設(shè)定部分時，服務(wù)器程序?qū)⒁龑?dǎo)成像系統(tǒng)硬件部分實施所預(yù)設(shè)掃描。數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器113引導(dǎo)存儲裝置117來存儲帶有相關(guān)患者信息的圖像。
由存儲在工作站118中的一應(yīng)用程序來引導(dǎo)醫(yī)療成像系統(tǒng)實施具體的掃描或操作。
利用一在工作站118或某個分工作站(圖中未示出)上運行的應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)來生成所述應(yīng)用程序。應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)可使用戶通過選擇目標(biāo)、或從組件庫中選擇組件再利用一可視組件編輯器將各組件匯編起來的方式來生成一個用目標(biāo)定位編程語言編寫的新的應(yīng)用程序。所選組件的參數(shù)變量被顯示出來且可被編輯用于新的應(yīng)用程序。所匯編的組件被具體化且以新應(yīng)用程序的形式被存儲起來，所述新的應(yīng)用程序可被重建以用于醫(yī)療成像系統(tǒng)。通過一系列化過程便可實現(xiàn)具體化，在所述系列化過程中各組件的等級關(guān)系及其參數(shù)變量被存儲了下來。
優(yōu)選實施例的描述如附圖1所示，其中就采用了本發(fā)明中的一優(yōu)選實施例來使某MRI系統(tǒng)工作。MRI系統(tǒng)包括有具有顯示器12及鍵盤14的工作站10。工作站10包括一處理器16，所述處理器16可為從Silicon Graphics公司購得的可編程機器。所述處理器是基于由Intel生產(chǎn)的64字節(jié)微處理器，其運行的是Linux操作系統(tǒng)。工作站10還提供有可使掃描設(shè)定進入到MRI系統(tǒng)的操作者界面。工作站10將運行一個或多個運行用JavaTM語言編程的代碼的虛擬機器，所述代碼可傳送到其他任何與JavaTM兼容的可編程機器上。
使工作站10耦合到四個服務(wù)器上脈沖序列服務(wù)器18；數(shù)據(jù)獲取服務(wù)器20；數(shù)據(jù)處理服務(wù)器22；及數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器23。在優(yōu)選實施例中，數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器23由工作站處理器16及相關(guān)的磁盤驅(qū)動界面電路實現(xiàn)。其余三個服務(wù)器18，20和22由分離的處理器來實現(xiàn)，所述各分離處理器單獨封閉且彼此相連地設(shè)置在基于應(yīng)用于工業(yè)及遠程通訊中的被稱之為“CompactPCI”的PCI標(biāo)準(zhǔn)的64字節(jié)底板總線結(jié)構(gòu)中。脈沖序列服務(wù)器18采用366MHzPPC750型微處理器及由Motorola公司生產(chǎn)的MPC860T型方形通訊控制器。數(shù)據(jù)獲取服務(wù)器20及數(shù)據(jù)處理服務(wù)器22采用相同的366MHz微處理器，數(shù)據(jù)處理服務(wù)器22還包括有一個或多個以可從Mercuty Computer Systems公司購得的PowerPCTM平行矢量處理器為基礎(chǔ)的平行陣列處理器。另一個366MHz微處理器(圖中未示出)用作PCI總線結(jié)構(gòu)上的硬件控制器，其用于控制由Motorola公司生產(chǎn)的MPC860T型方形通訊控制器。
工作站10及用于服務(wù)器18、20及22中的各個處理器被連接到一100BaseT Ethernet串行通訊網(wǎng)絡(luò)中。所述串行網(wǎng)絡(luò)傳輸從工作站10下載到服務(wù)器18、20及22上的數(shù)據(jù)，也可傳輸在服務(wù)器之間及在工作站與服務(wù)器之間通訊的標(biāo)志數(shù)據(jù)。另外，在數(shù)據(jù)處理服務(wù)器22與工作站10之間還提供有采用BIT3 protocol的高速數(shù)據(jù)連接器以便將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲服務(wù)器23上。
脈沖序列服務(wù)器18用于響應(yīng)從工作站10下載的程序組件以便使梯度系統(tǒng)24及RF系統(tǒng)26工作。形成實施預(yù)定掃描所必需的梯度波形且將其應(yīng)用于激勵梯度系統(tǒng)24以激勵裝置28中的梯度線圈從而產(chǎn)生用于位置編碼NMR信號的磁場梯度Gx、Gy、Gz。梯度線圈裝置28是磁場裝置30中的一個部分，所述磁場裝置30還包括極化磁場32和一體RF線圈34。
通過RF系統(tǒng)26將RF激勵波形應(yīng)用于RF線圈34以形成預(yù)設(shè)的磁共振序列。由RF線圈34檢測到的NMR響應(yīng)信號由RF系統(tǒng)26接收，且在由脈沖序列服務(wù)器18所形成命令的引導(dǎo)下對其進行放大、解調(diào)、過濾及數(shù)字化。在第US4952877號及第US4992736號中專利中對可用于本發(fā)明的RF系統(tǒng)都有詳細描述。
脈沖序列服務(wù)器18還有選擇地接收來自生理獲取控制器36的患者數(shù)據(jù)。控制器36接收例如來自電極的ECG信號及來自彈簧皺紋管的呼吸信號等來自多個連接到患者身體上的不同傳感器的信號。這些信號主要被用于脈沖序列服務(wù)器18以使所實施的掃描同步。
脈沖序列服務(wù)器18還連接到掃描室界面電路38上，所述掃描室界面電路38可接收來自不同傳感器的與患者及磁系統(tǒng)狀態(tài)相關(guān)的信號。患者定位系統(tǒng)40也是通過掃描室界面電路38來接收用于將患者移動到掃描所需理想位置的命令的。
很顯然，在掃描期間脈沖序列服務(wù)器18可對MRI系統(tǒng)組件實施實時控制。因此，通過以適時方式執(zhí)行的程序指令來控制各硬件組件是很必要的。在運行期間是通過用例如匯編器、C或C++等低級編程語言所編寫的程序來對脈沖序列服務(wù)器18實施控制的，將在下面的內(nèi)容對這一點進行詳細說明。從工作站10上以目標(biāo)形式下載用于掃描設(shè)定的設(shè)定部分。脈沖序列服務(wù)器18包含有用于以序列結(jié)構(gòu)方式接收所述目標(biāo)的程序。脈沖序列服務(wù)器18還包含有用于將目標(biāo)轉(zhuǎn)換成工作程序中所采用的C++目標(biāo)的程序。在優(yōu)選實施例中，將JavaTM目標(biāo)下載且采用的是JavaTM串行結(jié)構(gòu)。脈沖序列服務(wù)器18還包含有以JavaTM編寫的硬件無關(guān)程序及硬件相關(guān)程序。據(jù)估計JavaTM解釋程序最終將變得足夠快以便使在脈沖序列服務(wù)器18上運行的所有程序均可以硬件無關(guān)形式來編寫。
由數(shù)據(jù)獲取服務(wù)器20來接收由RF系統(tǒng)26所產(chǎn)生的數(shù)字化NMR采樣信號。數(shù)據(jù)獲取服務(wù)器20作為對從工作站下載的預(yù)設(shè)成份的響應(yīng)開始工作而接收實時的NMR數(shù)據(jù)且提供緩沖存儲以便于不會由于數(shù)據(jù)溢出而丟失數(shù)據(jù)。在某些掃描中數(shù)據(jù)獲取服務(wù)器20僅僅用于將所獲取的NMR數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理服務(wù)器22中。然而，在需要使用所獲取的NMR數(shù)據(jù)來控制進一步的掃描的掃描過程中，就需對數(shù)據(jù)獲取服務(wù)器20進行編程以產(chǎn)生所需信息且需將所產(chǎn)生信息傳輸?shù)矫}沖序列服務(wù)器18中。例如在預(yù)掃描中就需要獲得NMR數(shù)據(jù)且使用該數(shù)據(jù)來對由脈沖序列服務(wù)器18所形成的脈沖序列進行度量。在掃描中需獲得用于調(diào)整RF或梯度系統(tǒng)工作參數(shù)或用于控制k空間采樣的顯示順序的引導(dǎo)信號。另外，數(shù)據(jù)獲取服務(wù)器20還用于處理用于檢測如下文獻中所描述MRA掃描中所述對比劑的到位情況的NMR信號于1996年4月19日申請的待審中的序列號為08635078號題目為“Method For Performing Magnetic Resonance Angiography Using aContrast Agent”的美國專利申請。在所有這些例子中，數(shù)據(jù)獲取服務(wù)器20獲得NMR數(shù)據(jù)且對這些數(shù)據(jù)進行實時處理以產(chǎn)生用于控制掃描的信息。
與脈沖序列服務(wù)器18相同，數(shù)據(jù)獲取服務(wù)器20的硬件部分也是在用例如匯編、C或C++等編程語言編寫的程序指令的控制下工作的。掃描期間的操作指令是以目標(biāo)形式從工作站10下載的，關(guān)于這一點將在下面的內(nèi)容進行詳細描述。服務(wù)器采用序列結(jié)構(gòu)接收目標(biāo)，所下載的目標(biāo)轉(zhuǎn)換成用于控制數(shù)據(jù)獲取服務(wù)器工作的C++目標(biāo)。如前所述，在本優(yōu)選實施例中是采用序列結(jié)構(gòu)下載JavaTM目標(biāo)的。
數(shù)據(jù)處理服務(wù)器22接收來自數(shù)據(jù)獲取服務(wù)器20的NMR數(shù)據(jù)且按照從工作站10下載的預(yù)設(shè)部分對所接收的數(shù)據(jù)進行處理。所述處理可包括例如對原始k空間NMR數(shù)據(jù)進行傅里葉變換以形成兩維或三維圖像；應(yīng)用過濾器以重建圖像；利用所獲取的NMR數(shù)據(jù)實施背投影圖像重建；泛函MR圖像的計算；活動或移動圖像的計算等等。
由數(shù)據(jù)處理服務(wù)器22所實現(xiàn)的重建圖像被傳輸回工作站10且被存儲在那里。實時圖像存儲在數(shù)據(jù)庫高速緩沖存儲器(圖中未示出)中，存儲在高速緩沖存儲器中實時圖像數(shù)據(jù)可被輸出到操作者顯示器12或設(shè)置于磁裝備30附近的供診斷醫(yī)生使用的顯示器42上。分批式圖像或可選擇地實時圖像存儲在磁盤存儲器44上的主數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)重建所述圖像且將其傳輸?shù)酱鎯ζ鲿r，數(shù)據(jù)處理服務(wù)器22便會通知工作站10處的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器23。操作者可合用工作站10來對圖像進行歸檔、生成膠片、或通過網(wǎng)絡(luò)將圖像傳輸?shù)狡渌O(shè)備上。
由數(shù)據(jù)處理服務(wù)器22實施的用于具體操作的指令可從工作站10上下載。由用匯編器、C或C++編寫的程序來執(zhí)行時間臨界函數(shù)，所下載的JavaTM目標(biāo)指令必須被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的可執(zhí)行碼。
如前所述，工作站10是一執(zhí)行用JavaTM編程語言所編寫程序的JavaTM虛擬機器。工作站軟件可用于執(zhí)行由操作者所選擇且由操作者所運行的應(yīng)用程序。所述應(yīng)用程序?qū)?yīng)于臨床成像步驟且包含例如下述內(nèi)容用FSE脈沖序列執(zhí)行掃描；進行CEMRA動態(tài)研究；執(zhí)行+MRI研究；實施徑流血管研究；實施圖像后處理；拍攝。
網(wǎng)絡(luò)化一種應(yīng)用是收集存儲在可由操作者選擇來實施掃描的某一“應(yīng)用包”內(nèi)的JavaTM目標(biāo)。參見附圖2，各個應(yīng)用包包含有用于引導(dǎo)容器內(nèi)的其他JavaTM組件來實施掃描的JavaTM應(yīng)用控制器組件46。所述其他組件包含有預(yù)設(shè)控制器52，其中所述預(yù)設(shè)控制器52又包含有用戶界面組件53和可使操作者控制由該應(yīng)用程序所執(zhí)行步驟的預(yù)設(shè)輔助組件55。
應(yīng)用包還包含有掃描預(yù)設(shè)器50。所述掃描預(yù)設(shè)器被下載到服務(wù)器18、20、22及23(參見附圖)上且被這些服務(wù)器用來實施所預(yù)設(shè)的掃描。所存儲的掃描預(yù)設(shè)器50對于每個不同的應(yīng)用來說都是唯一確定的。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例是一種可生成用于所述MRI系統(tǒng)的應(yīng)用程序的應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)。所述應(yīng)用程序是一應(yīng)用包范圍內(nèi)的彼此相關(guān)的JavaTM目標(biāo)的集合。利用所述應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)中的工具來選擇、編輯上述這此目標(biāo)。應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)可駐留在MRI系統(tǒng)工作站10上，也可駐留在各個單獨的具有相似結(jié)構(gòu)及相似性能的分工作站上。
在開發(fā)出應(yīng)用程序后，應(yīng)用包目標(biāo)就會被串行化且被存儲在磁盤存儲器44中。當(dāng)MRI系統(tǒng)的操作者選擇應(yīng)用程序時，就會從磁盤存儲器44中讀取相應(yīng)的序列應(yīng)用包目標(biāo)且對其進行重建以使MRI系統(tǒng)工作。為了更好地理解應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)的需求，下面將對在應(yīng)用程序引導(dǎo)下MRI系統(tǒng)所執(zhí)行的操作進行說明。
應(yīng)用控制器46包含有在實施掃描時用于維持應(yīng)用狀態(tài)的應(yīng)用狀態(tài)目標(biāo)48。在一個應(yīng)用的生命周期中可能出現(xiàn)的狀態(tài)有初始化預(yù)設(shè)定過程預(yù)設(shè)完畢下載過程下載完畢預(yù)掃描過程預(yù)掃描完畢分批掃描實時掃描掃描中止掃描完畢重建可視化上述生命周期是由取自應(yīng)用包(例如初始化應(yīng)用)的指令、取自操作者(例如初始掃描)的指令及由應(yīng)用(例如所實施的掃描)內(nèi)部所生成的指令所驅(qū)動的。
當(dāng)操作者最初選擇操作時，應(yīng)用程序初始化且轉(zhuǎn)變成“預(yù)設(shè)狀態(tài)”，操作者使預(yù)設(shè)控制器52與掃描預(yù)設(shè)組件50相作用以確定掃描參數(shù)的具體值(例如TR、片段數(shù)、FOV地址、探察角度)以及確定預(yù)設(shè)是否完成且有效。然后預(yù)設(shè)控制器52傳輸應(yīng)用狀態(tài)目標(biāo)48信號以轉(zhuǎn)換“預(yù)設(shè)”狀態(tài)，利用控制板上按鈕實施下載、預(yù)掃描及掃描過程。
如果操作者點擊“下載”鈕，應(yīng)用狀態(tài)目標(biāo)48就會轉(zhuǎn)換到“下載狀態(tài)”，應(yīng)用控制器46利用快照控制器54來發(fā)送快照及下載指令。這些指令使掃描預(yù)設(shè)50被下載到服務(wù)器18、20、22及23上，關(guān)于這一點下面將有詳細的描述?？煺湛刂破?4接收從各個服務(wù)器18、20、22及23返回的“已下載”信息，當(dāng)所有四個服務(wù)器均已被下載時，應(yīng)用狀態(tài)目標(biāo)48將轉(zhuǎn)換到“已下載”狀態(tài)。
如果操作者點擊掃描按鈕，應(yīng)用狀態(tài)目標(biāo)48轉(zhuǎn)換到掃描模式，利用掃描控制器56來給脈沖序列服務(wù)器18發(fā)送掃描指令。下一步的狀態(tài)轉(zhuǎn)換將由實時或分批式掃描模式來控制。這兩種模式下的應(yīng)用程序特性有很大不同，因而也就有兩種不同的掃描狀態(tài)。如果為實時模式，應(yīng)用狀態(tài)將被設(shè)定為“實時掃描”狀態(tài)，如果為分批模式，應(yīng)用狀態(tài)將被設(shè)定為“分批掃描”狀態(tài)。當(dāng)處在實時模式下時，如果用戶選擇中止掃描，應(yīng)用狀態(tài)將轉(zhuǎn)換到“掃描已中止”狀態(tài)。如果重新開始掃描，應(yīng)用狀態(tài)將返回到實時掃描狀態(tài)。在實時掃描狀態(tài)下，可對應(yīng)用程序進行編輯，而且即使在掃描進行過程中也可下載編輯過的預(yù)設(shè)內(nèi)容。然而，應(yīng)用程序不能進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換；其特征是可對同一狀態(tài)進行編輯和下載。這是實時掃描狀態(tài)不同于分批掃描狀態(tài)的一個特征。
當(dāng)操作者點擊“停止掃描”按鈕時，應(yīng)用程序就會轉(zhuǎn)換到“掃描完畢”狀態(tài)。如果處于分批掃描模式下，當(dāng)掃描完成時脈沖序列服務(wù)器18將會通知應(yīng)用控制器46。在任何情況下應(yīng)用狀態(tài)目標(biāo)都會轉(zhuǎn)換到“掃描完畢”狀態(tài)。
當(dāng)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器22完成圖像重建時，會通知應(yīng)用控制器46且應(yīng)用狀態(tài)目標(biāo)48會轉(zhuǎn)換到“重建完畢”狀態(tài)。對工作站10而言這就意味著可從磁盤44上獲取重建圖像以用于顯示或?qū)嵤┻M一步的處理。
掃描預(yù)設(shè)器50包含有一組用于利用預(yù)設(shè)控制器52來收集掃描參數(shù)且用于將那些掃描參數(shù)組織成一組能被下載到服務(wù)器18、20、22及23上的更小組件的組件。在服務(wù)器18、20、22及23上，那些下載的組件引導(dǎo)硬件工作以實現(xiàn)預(yù)設(shè)掃描。
在各種應(yīng)用中具有不同的預(yù)設(shè)類型以提供用于處理MR掃描實施過程中的各方面問題的組件邏輯組。所述預(yù)設(shè)類型有脈沖預(yù)設(shè)；序列預(yù)設(shè)；目標(biāo)信號檢測預(yù)設(shè)；數(shù)據(jù)處理預(yù)設(shè)；數(shù)據(jù)存儲預(yù)設(shè)。
脈沖預(yù)設(shè)包含有用于確定和控制在梯度系統(tǒng)及RF系統(tǒng)硬件上釋放波形的組件，還包含有硬件控制組件。所述這些組件控制波形及硬件的動態(tài)特性以作為對序列預(yù)設(shè)組件運行過程中所引發(fā)情況的響應(yīng)。所述預(yù)設(shè)還包含有用于控制對由RF系統(tǒng)26所接收的NMR信號進行過濾的組件。這些組件共同地確定出唯一一組用于激勵、編碼、及讀取NMR信號的梯度/RF/控制脈沖。這樣的例子有用于2D螺旋回波、2D梯度回波、2D快速螺旋回波、及3D梯度回波序列的脈沖預(yù)設(shè)。
所述序列預(yù)設(shè)包含有一組用于控制所呈現(xiàn)脈沖序列的次序和用于確定沿掃描時間軸所實施的一系列預(yù)設(shè)事件的組件。由序列預(yù)設(shè)所確定的這些預(yù)設(shè)事件可觸發(fā)脈沖預(yù)設(shè)中各脈沖組件的動態(tài)特性。這些組件預(yù)設(shè)了用于確定片段及k空間采樣順序的唯一的目標(biāo)探察次序。這樣的例子有2D序列、2D隔行掃描、3D序列、3D橢圓中心、及多片段CINE。
目標(biāo)探察預(yù)設(shè)包含有一組用于預(yù)設(shè)由RF系統(tǒng)26所獲取的NMR信號的實時處理情況的組件。這些組件根據(jù)所獲取的NMR信號引導(dǎo)實施情況從而產(chǎn)生按照序列預(yù)設(shè)被反饋回組件以影響序列掃描儀操作的信息。例如這些組件可在度量預(yù)掃描期間對NMR信號進行處理從而對在序列掃描期間所產(chǎn)生RF脈沖的功率或頻率變化進行反饋；或者對NMR信號進行處理以檢測出一劑對比試劑到達目的區(qū)域的時間且觸發(fā)目標(biāo)探察的中央顯示次序；或?qū)Α皩?dǎo)引”NMR信號進行處理以產(chǎn)生出用于改變掃描的觀察順序或用于改變RF系統(tǒng)26的解調(diào)參比頻率的相校正信息。在臨床應(yīng)用中通常并不需要掃描具有這些特性，然而在這些應(yīng)用中，目標(biāo)探察預(yù)設(shè)中組件僅僅對所獲取的NMR信號進行緩沖或過濾從而使數(shù)據(jù)處理服務(wù)器22可獲得這些信號。
數(shù)據(jù)處理預(yù)設(shè)包含有用于引導(dǎo)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器22將所獲取的NMR信號轉(zhuǎn)換成有意義的形式的組件。圖像重建是最普通的功能，其結(jié)果形式是被掃描目標(biāo)的2D或3D圖像。也可由這些組件進行波譜處理，其結(jié)果形式是所獲取NMR信號的波譜圖像。
數(shù)據(jù)存儲預(yù)設(shè)器包含有用于確定在掃描期間存儲在數(shù)據(jù)庫中的圖像的組件。除重建圖像之外，還可能包含有將在所顯示圖像上以帶注釋的方式出現(xiàn)的患者信息及掃描參數(shù)信息，還會出現(xiàn)患者身體構(gòu)造或光譜信息。
如前所述，應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用于具有內(nèi)存、顯示、例如鍵盤和鼠標(biāo)等輸入設(shè)備、以及經(jīng)編程可實施將要描述功能的處理器的工作站上。參見附圖3、4，組成所述應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)的軟件包的程序及數(shù)據(jù)包含有可對用戶生成顯示窗口62的可視組件匯編器60，所述顯示窗口62包含有三個區(qū)域組織框架區(qū)64；工作空間區(qū)域66；及特性區(qū)域68。通過從顯示在組織框架區(qū)64中的組件庫72內(nèi)選擇組件且將所選擇的組件拖入到工作空間區(qū)域66中的方式來開發(fā)出應(yīng)用程序。所選擇的組件存儲在工作空間存儲器67內(nèi)。在工作空間區(qū)域66內(nèi)所選擇組件的特性被顯示在特性區(qū)域66中，且利用特性編輯器70可改變所述這些特性。
在組織框架區(qū)域64中所顯示的組件是存儲在組件庫72中的JavaTM層級或目標(biāo)。主要利用例如下述可購得的集成開發(fā)環(huán)境74來開發(fā)所述這些組件由Sun Microsystems所出售的商標(biāo)為“Forte forJava”的集成開發(fā)環(huán)境、或者由IBuilder出售的集成開發(fā)環(huán)境。采用源代碼來編寫這些組件且將其編輯成被稱之為字節(jié)代碼的二進制指令。
這些字節(jié)代碼組件被存儲在組件庫72內(nèi)合適的數(shù)據(jù)包中。值得高興的是許多Java組件都可直接從市場上購得，且可利用購得的這些組件及常規(guī)編寫的Java組件來生成可具體應(yīng)用于實施上述MRI功能的更復(fù)雜的組件。目的是在組件庫72內(nèi)生成和存儲足夠多的組件以便于用戶可通過選擇現(xiàn)存組件就可創(chuàng)建任何所需要的應(yīng)用包。在這種情況下，用戶不需要編寫任何軟件代碼而只需要選擇和重新組合所需要的功能項即可完成新的開發(fā)項目。
具體參見附圖3、4及6，當(dāng)將組件從組織框架區(qū)域64拖到工作空間區(qū)域66時，可視組件匯編器60就會在各組件間建立層級關(guān)系。在附圖4中以一優(yōu)選實施例的方式圖示出了這些層級關(guān)系，具體是通過使所包含的組件圖標(biāo)以縮進的方式列在其所屬相關(guān)組件包圖示之下方法來體現(xiàn)所述層級關(guān)系的。附圖6中表示出了關(guān)于顯示工作空間66中組件間層級關(guān)系的另一個實施例。在這一實施例中，箭頭從各個上級組件圖標(biāo)處指向與其相關(guān)的次級組件圖標(biāo)處。應(yīng)注意到一個完整應(yīng)用包的顯示需要比可獲得區(qū)域更多的顯示區(qū)域，可使用渦形線條來顯示工作空間66中應(yīng)用包的不同部分。
為了創(chuàng)建一個應(yīng)用包，用戶首先要將組件庫裝載到組織框架區(qū)域64中。會顯示出各組件且將選擇出應(yīng)用包組件76。當(dāng)組件76被拖入到工作空間66中時，也會識別出其所有子組件。這時就進行了應(yīng)用包創(chuàng)建的初始化，但是用戶必須知道還需要更多的組件才能完成整個創(chuàng)建過程。為了協(xié)助工作點擊鼠標(biāo)右鍵就可選擇工作空間66中的任何組件，同時會以公知的JavodocTM格式顯示出對所選組件功能的描述。
工作空間66中的各個組件具有包括下述內(nèi)容在內(nèi)的特性數(shù)字變量、邏輯變量及其他類型或指定變量?？梢暯M件匯編器可使用戶通過左擊所選組件來顯示特性區(qū)域68內(nèi)的這些特性。如果用戶通過左擊在特性區(qū)域66中選擇其中所顯示特性之一，用戶就可利用特性編輯器70來進行該變化。在臨床設(shè)置中所創(chuàng)建的大部分新應(yīng)用包將被限于僅可改變現(xiàn)存應(yīng)用包組件的特性。換句話，現(xiàn)存應(yīng)用包會從組織框架區(qū)域64中拖出；可對其中所選擇組件的特性進行編輯；其結(jié)果會作為一種新的應(yīng)用被存回到組件庫72中。
當(dāng)應(yīng)用包完成時，所選擇的匯編在工作空間區(qū)域66中的組件將會持續(xù)存在?？刹捎们笆龃薪Y(jié)構(gòu)當(dāng)然也可采用其他公知的結(jié)構(gòu)來存儲應(yīng)用包。所述結(jié)構(gòu)可存儲所選擇組件之間的層級關(guān)系(“圖標(biāo)”)以及采樣變量(特性)數(shù)值。與應(yīng)用包中各個組件相應(yīng)的字節(jié)代碼沒有與應(yīng)用包存儲在一起。采用所述應(yīng)用包的醫(yī)療成像系統(tǒng)自身必須存儲對應(yīng)于應(yīng)用包中所有組件的字節(jié)代碼。當(dāng)在MRI系統(tǒng)上恢復(fù)或“解串”應(yīng)用包時，應(yīng)用包會通過目標(biāo)圖示及采樣變量來引導(dǎo)裝載字節(jié)代碼。
由于MRI應(yīng)用包中的許多組件與脈沖的產(chǎn)生及脈沖序列相關(guān)，本發(fā)明的另一個特點是可顯示由組件所產(chǎn)生的波形或其他數(shù)據(jù)。具體參見附圖3、7、8，所有組件可具有被稱之為“可視”的特性。在脈沖波形組件條件下，當(dāng)可視特性被轉(zhuǎn)換為“真”時，就會啟動波形記錄器，就會生成且顯示出脈沖序列記錄窗口80。這一窗口80會顯示出由組件采樣所產(chǎn)生的波形82及84。如果要利用編輯器70來改變特性，那么所顯示的波形也會發(fā)生改變。附圖8中就圖示出了“脈沖類型”特性正要發(fā)生改變的情況。
當(dāng)應(yīng)用包完成時，應(yīng)用包目標(biāo)就會被串行化且會被存儲到存儲器中去。如前所述，應(yīng)用程序的串行化格式可被例如前述MRI系統(tǒng)等另一種虛擬機器新啟動且能被重建成一個可執(zhí)行的目標(biāo)定位應(yīng)用程序。
已存儲應(yīng)用程序的串行化格式的另一個優(yōu)點是這種格式可從遠端快速下載到臨床MRI系統(tǒng)處。這可通過利用私人內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或公共電話系統(tǒng)等直接串行連接來實現(xiàn)，也可通過互聯(lián)公共系統(tǒng)來實現(xiàn)。在任何情況下，應(yīng)用程序的傳輸都是一種攜帶著各目標(biāo)或組件類名、以及用特征名、類及值表示的組件采樣數(shù)據(jù)的串行化目標(biāo)流，也對各組件間關(guān)系進行傳輸，所述各組件間關(guān)系可以是由MRI系統(tǒng)所接收再在MRI系統(tǒng)上重建的以串行流方式收集的應(yīng)用程序中各組件圖標(biāo)。目標(biāo)間的所有關(guān)系均可以串行結(jié)構(gòu)表示。各個目標(biāo)或各組件圖標(biāo)只可進行一次串行化。如果對一個組件進行了多次串行化，串行化處理過程就會識別出其是重復(fù)進行的同時可將其并入到先前所產(chǎn)生的串行化圖標(biāo)中。這樣就可防止目標(biāo)重復(fù)且可減小下載任務(wù)量。
串行化過程不需要下載字節(jié)代碼?？烧J(rèn)為任何接收下載應(yīng)用程序的MRI系統(tǒng)具有用于存儲應(yīng)用程序中所包含組件的字節(jié)代碼的庫。臨床系統(tǒng)也包含有所下載的新應(yīng)用程序以及所下載的用于MRI系統(tǒng)庫的任何必要的新組件。
當(dāng)然，串行化過程也可使應(yīng)用程序能夠加載到臨床MRI系統(tǒng)上。這可使在臨床研究系統(tǒng)中的應(yīng)用程序和/或組件能夠加載到可進行觀察及分析的MRI系統(tǒng)上。
在利用MRI系統(tǒng)硬件實施實際掃描之間，可采用模擬方式來操作應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)以試行應(yīng)用程序。可在任何包含有合適組件庫的JavaTM虛擬機器上運行應(yīng)用程序來實現(xiàn)所述的模擬操作。如果用戶界面也是應(yīng)用程序組件的話，那么在MRI系統(tǒng)上進行所述模擬操作時就可使用相同界面也可顯示相同信息。模擬環(huán)境是應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)的一種工作模式，所述模擬環(huán)境可使開發(fā)者測試并排除應(yīng)用故障。可先將裝載在組件匯編收集器中的Java應(yīng)用程序存儲下來，再啟動模擬操作。在模擬試驗過程中，服務(wù)器處于“模擬模式”下，這樣一些硬件界面就可被仿真或非功能化。如果被收發(fā)機所接收，通常就會將原始數(shù)據(jù)注入待處理的服務(wù)器成像鏈中。
在應(yīng)用模擬期間，開發(fā)者有機會進行一定的信息跟蹤及組件糾錯。給開發(fā)者提供有幾級組件信息跟蹤，在應(yīng)用模擬期間可對所述組件信息進行動態(tài)設(shè)置。開發(fā)者也可實行幾級糾錯。在組件及應(yīng)用開發(fā)期間，為了實行所設(shè)定的組件糾錯，開發(fā)者可在各組件中設(shè)置“debug＝TRUE”?；蛘咄ㄟ^設(shè)置“0”或“debug off”可對某一性能實施幾級糾錯。例如，序列描述中的序列組件可提供一級限幅及相位編碼變址。某一組件所需的任何設(shè)定用戶界面可由處于糾錯模式的該組件所提供。
在模擬期間可設(shè)置有一個或多個模擬用戶界面以便可提供例如觀察具體某一服務(wù)器的內(nèi)部特性、服務(wù)器間的標(biāo)識符通訊或觀察包含標(biāo)識符及介質(zhì)特性在內(nèi)的某一具體服務(wù)器的詳細性能等更全程的狀況。
權(quán)利要求
1.一種用于醫(yī)療成像系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)，包括一組件庫(72)，該組件庫用于存儲采用目標(biāo)源程序語言所編寫的組件；及一可視組件匯編器(60)，該可視組件匯編器用于在組織框架區(qū)域(64)內(nèi)顯示組件庫(72)中的組件，且用于使用戶能夠從組織框架區(qū)域(64)內(nèi)選擇組件并在工作空間區(qū)域(66)內(nèi)組裝所選組件，利用該可視組件匯編器可使工作區(qū)域(66)內(nèi)的組件形成一用于醫(yī)療成像系統(tǒng)的應(yīng)用程序。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中可視組件匯編器(60)還顯示特性區(qū)域(68)，而且可使用戶能夠從組織框架區(qū)域(64)內(nèi)選擇組件并在特性區(qū)域(68)內(nèi)顯示一組與所選組件相關(guān)的特性。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中通過使組織框架區(qū)域(64)內(nèi)的組件串行化來實現(xiàn)其可持續(xù)性。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中串行化還包括存儲應(yīng)用組件之間的等級關(guān)系以及存儲各應(yīng)用組件的特性。
5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)還包括一特性編輯器(70)，該特性編輯器可使用戶能夠改變顯示在特性區(qū)域(68)內(nèi)的特性。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中特性區(qū)域內(nèi)所顯示的特性之一是可實現(xiàn)組件的可視圖形，所述系統(tǒng)還包括用于顯示可視圖形的裝置(78)。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中該可視圖形是波形圖，所述顯示可視圖形的裝置是波形記錄儀(78)。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)還包括一具有顯示屏的顯示器(12)，在所述顯示屏上可顯示出組織框架區(qū)域(64)、工作空間區(qū)域(66)及特性區(qū)域(68)。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中該波形記錄儀(78)可在顯示器(12)屏幕上生成一顯示波形的窗口(80)。
10.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)改變其他特性時，可通過操作特性編輯器(70)來自動改變該可視圖形。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該目標(biāo)源編程語言是JavaTM。
12.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中用于實現(xiàn)可持續(xù)性的方式采用的是JavaTM目標(biāo)串行化結(jié)構(gòu)。
13.一種用于生成磁共振成像系統(tǒng)的應(yīng)用程序的系統(tǒng)，它包括一用于存儲采用目標(biāo)源程序語言所編寫組件的組件庫(72)；及一具有顯示器(12)、輸入裝置(14)及通過編程可實施應(yīng)用開發(fā)功能的處理器(16)的工作站(10)，所述應(yīng)用開發(fā)程序包括一可視組件匯編器(60)，該可視組件匯編器用于在顯示器(12)上的組織框架區(qū)域(64)內(nèi)顯示表示組件庫(72)中組件的圖形標(biāo)記，響應(yīng)于用戶通過輸入裝置(14)所輸入的指令進行選擇組件且在顯示器上所顯示的工作空間區(qū)域(66)內(nèi)對表示所選組件的圖形標(biāo)記進行組裝；且用于使所選組件持續(xù)地形成應(yīng)用程序。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中通過采用串行結(jié)構(gòu)存儲應(yīng)用程序來實現(xiàn)可持續(xù)性。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中該可視組件匯編器(60)還在顯示器(12)上顯示特性區(qū)域(68)，而且可使用戶能夠選擇組件并在特性區(qū)域(68)內(nèi)顯示出與所選組件相關(guān)的特性。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中該應(yīng)用開發(fā)程序還包括有一特性編輯器(70)，該特性編輯器可使用戶能夠通過輸入裝置(14)輸入數(shù)據(jù)來改變顯示在特性區(qū)域(68)內(nèi)的特性值。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中該特性區(qū)域內(nèi)所顯示的特性之一是具有表示組件的可視圖形，應(yīng)用開發(fā)程序還包括有一用于顯示可視圖形的波形記錄儀(78)。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中該波形記錄儀(78)可在顯示器(12)上生成一產(chǎn)生可視圖形的窗口(80)。
19.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)改變其他特性時，可通過操作特性編輯器(70)來自動改變可視圖形。
全文摘要
對工作站(10)進行編程以使之可用作醫(yī)療成像系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)。利用一可視組件匯編器(60)從組件庫(72)中選擇用目標(biāo)源語言編寫的目標(biāo)，所述可視組件匯編器可使所選目標(biāo)從顯示器(12)中的組織框架區(qū)域(64)被拖拉到工作空間區(qū)域(66)中去?？蓪λx組件的特性進行編輯，最終所得的組件總集就作為一應(yīng)用程序被存儲下來。
文檔編號G06F9/44GK1547696SQ01803991
公開日2004年11月17日 申請日期2001年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月22日
發(fā)明者J·P·德賓斯, K·L·古爾德, P·E·利卡托, J·A·波爾津, D·托馬斯, J P 德賓斯, 利卡托, 古爾德, 波爾津, 硭 申請人:Ge醫(yī)療系統(tǒng)環(huán)球技術(shù)有限公司